Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Для того щоб в ланцюзі, що містить газовий переможе-ток, виник сталий електричний струм, необхідний перехід електронів з катода в газ і з газу в анод. Вихід електронів з металевого провідника або полупровод-ника в газ вимагає витрати енергії на подолання потен-ціального бар'єру, наявного на кордоні Провідник газ. Значення потенційного бар'єру зави-сит від матеріалу катода і роду газу. Отже, для забезпечення сталого струму напруга, прикладена-ве до газового проміжку, має бути достатнім не тільки для пробою газу і утворення в ньому лавінообразующіх-ного зростання носіїв зарядів, але і для того, щоб створити поблизу катода достатню напруженість електрично-го поля для подолання потенційного бар'єру при дан-них матеріалі катода і газі. У міру нагрівання катода вихід електронів під дією високої напруженості поля, званої електростатичного (автоелектронної) емісією, полегшується завдяки виникненню термоелектронної емісії, пов'язаної з високою температурою катода. Температура тер-моелектронной емісії, що забезпечує вихід електрона, необхідний для підтримки електричного струму в газовому проміжку, залежить від матеріалу катода. Вона досить висока для катодів з чистих металів (більше 2270 К) і істотно знижується при застосуванні пле-нічних і особливо складних, так званих оксидних катодів (близько 1300 К). Наявність електростатичного або термоелектронної емісії катода приводить до того, що прікатодном область за своїм складом відрізняється від плазми-ми, характерною для основного газового проміжку.
У газовому проміжку в прикатодной області можна розрізнити такі характерні області (рис. 7.4): астоново темний простір 1 ', зону прікатодном світіння 2, яка займає тим більшу частину поверхні катода, чим більше струм розряду; катодного темний простір 3 невеличкий темний переможе-ток, що відокремлює катодний світіння від негативного попелиці-ющего світіння 4, яке має вигляд хмарки, чітко огра-ніченний з боку темного простору і з розмитою кордоном в сторону анода; фарадєєво темне достатньо міс-під 5 і стовп розряду 6, заповнений плазмою. Падіння на-напруги, пов'язане з входом електронів в анод, створює в безпосередній близькості від нього анодное темне про-странство 7-вузьку темну область, за якої при недо-торих умовах лежить тонка плівка анодного світіння. На рис. 7.4 дані також розподілу яскравості, електричного потенціалу і напруженості електричного поля, що відповідають зазначеним характерним областям раз-ряду.
Ці видимі особливості околокатодного і околоанод-ного простору мають місце при вільному, не обмежений-ном розряді при низькому тиску газу або пари. З ростом тиску або появою в газорозрядному просторі будь-яких утисків для руху електронів та іонів, картина спотворюється, місце, займане окремими областями настільки скорочується, що виділити їх не представляється можливим.
Мал. 7.4. Характерні області в газовому проміжку при тліючому розряді
Розміри прикатодной області при інших рівних умовах обернено пропорційні тиску газу.
Удари позитивних іонів про катод і електронна бомбардування анода призводять до розпорошення їх поверхонь. У газорозрядних лампах це призводить до скорочення терміну служби через руйнування катода.
Якщо до електродів, впаяним на кінцях довгої труб-ки, заповненої газом (разрядному проміжку), прило-жити висока напруга, достатню для пробою, перед-смотрев в ланцюзі регульований резистор, що дозволяє огра-нічіть ток після пробою заданими межами, то в міру підвищення струму в ланцюзі можна виявити наступні види розряду (рис. 7.5):
1. При невеликих щільності струму має місце темний розряд, характерний відсутністю видимого світіння.
2. У міру зростання щільності струму при деякому її зна-чении для даного газоразрядного проміжку відбувається запалювання розряду, тобто з'являється світіння, і напруга на газорозрядному проміжку помітно падає.
3. При подальшому зростанні щільності струму напруга залишається незмінним до тих пір, поки вся поверхня ка-тода не покриється світінням; цій ділянці вольт-ампер-ної характеристики розряду відповідає так званий нормальний тліючий розряд.
4. Подальше зростання щільності струму супроводжується підвищенням напруги на розрядному проміжку, раз-ряд переходить в аномальний тліючий, що характеризується інтенсивним світінням на катоді, температура якого зростає разом з щільністю струму.
5. Після досягнення катодом температури термоелектронів-ної емісії, яка залежить від матеріалу катода, від-ходить перехід тліючого розряду в дугового, що супроводжується збільшенням інтенсивності світіння стовпа розряду і околокатодних і околоанодних областей. При цьому на-напруга на газорозрядному проміжку спочатку різко па-дає і продовжує падати у міру зростання щільності струму, розряд має падаючу вольт-амперну характеристику. Подальше підвищення щільності струму не призводить до ка-ким-небудь змін в характері розряду і в ході вольт амперної характеристики, якщо тільки зростання щільності струму не призводить до змін фізико-хімічного стану електродів або газу. При дуже великій щільності струму напруги-ня на розрядному проме-моторошно може почати рости, стовп розряду набуває вигляду шнура.
Мал. 7.5. Вольт-амперна характе-ристика газового проміжку:
/ -тлеющій розряд; 2 перехідна область; З-нормальний тліючий розряд; 4 аномальний тліючий розряд; 5-дугового розряд
Залежно від перебуваючи-ня катода і щільності то-ка розрізняють три основних види газового розряду, через променя світла - нормаль-ний тліючий, аномальний тліючий і дугового. Коли кожен із зазначених видів розряду виходить лише в результаті зміни прило-женного до разрядному проміжку напруги, він називаються ється самостійним. Якщо для підтримки розряду крім додатка відповідного напруги приходить-ся вживати додаткових заходів зовнішнього впливу (підігрів катода, іонізація проміжку високочастотн-ним полем і т.п.), розряд називають несамостійним.